173現(xiàn)代通信走進信息時代

17.3現(xiàn)代通信——走進信息時代1．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，可向全球提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時等服務(wù)。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為汽車導(dǎo)航采用的通信方式是（）A．超聲波 B．光纖 C．電磁波 D．紅外線【答案】C【解析】A．超聲波不能在真空中傳播，衛(wèi)星與地面之間有一部分是真空區(qū)域，故A不符合題意；B．光纖的材料是玻璃絲，衛(wèi)星通過是利用無線方式，故B不符合題意；C．衛(wèi)星通信是利用電磁波來傳遞信息的，故C符合題意；D．紅外線的頻率高，在傳輸過程中能量衰減非常大，易受到云層等的干擾，不適合衛(wèi)星通信，故D不符合題意。2．隨著科技的高速發(fā)展，光纖的應(yīng)用使人們踏上了“信息高速公路”，、電視、廣播等的信號及數(shù)據(jù)文件都可以在光纖中傳播。主要是利用光纖的什么功能（）A．照明 B．輸電 C．通信 D．導(dǎo)熱【答案】C【解析】、電視、廣播等的信號及數(shù)據(jù)文件都可以在光纖中傳播，主要是利用光纖的通信功能，故ABD不符合題意、C符合題意。3．2022年中國科學(xué)院新一代遠洋綜合科考船“科學(xué)”號歷經(jīng)74天的航程，完成了一項基于北斗衛(wèi)星的深海通訊實驗。這次實驗突破了海水深度達到6000米的大容量數(shù)據(jù)的即時傳輸，解決了水下無線通信的世界性難題。下列有關(guān)北斗衛(wèi)星與深海之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼f法正確的是（）A．通過聲波傳遞數(shù)據(jù) B．通過電磁波傳遞數(shù)據(jù) C．通過光纖傳遞數(shù)據(jù) D．?dāng)?shù)據(jù)傳輸有較長時間的延遲【答案】B【解析】北斗衛(wèi)星與深海之間通過電磁波傳遞數(shù)據(jù)，電磁波的傳播速度非?？?，真空中約為3×108m/s，水中的傳播速度約為倍真空速度，因此海水深度達到6000米的大容量數(shù)據(jù)的即時傳輸，時間的延遲很小，故ACD不符合題意、B符合題意。4．關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信，下列敘述錯誤的是（）A．電磁波可以在真空中傳播 B．電磁波的頻率越低，在空氣中傳播的速度越小 C．衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，進行通信 D．光纖通信具有傳輸信息量大、高抗干擾及光能損耗小等優(yōu)點【答案】B【解析】A．電磁波傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，故A正確，不符合題意。B．因為電磁波的速度一定的，如果頻率小，那么波長會越大，故B錯誤，符合題意。C．衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站進行通信的，這樣可以使它轉(zhuǎn)發(fā)的微波到達地球上很大的范圍，故C正確，不符合題意。D．光纖通信的優(yōu)點是：傳輸信息量大、高抗干擾及光能損耗小等，故D正確，不符合題意。5．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，目前已經(jīng)具備全球?qū)Ш?、定位和授時功能。關(guān)于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，下列說法正確的是（）A．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳輸信息的速度與光速相同 B．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段采用光纖傳輸信息 C．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用超聲波為汽車導(dǎo)航 D．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在傳輸大量信息時，其傳輸頻率較低【答案】A【解析】A．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)傳輸信息的速度與光速相同，故A正確；B．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的空間段采用電磁波傳輸信息，故B錯誤；C．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用電磁波為汽車導(dǎo)航，故C錯誤；D．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在傳輸大量信息時，其傳輸頻率不變，故D錯誤。6．5G網(wǎng)絡(luò)是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)的簡稱，其采用的電磁波頻率比4G網(wǎng)絡(luò)更高，網(wǎng)絡(luò)速度比4G網(wǎng)絡(luò)快數(shù)百倍，與4G相比（）A．5G電磁波的波長更長 B．在相同時間內(nèi)5G傳輸?shù)男畔⒘扛?C．5G信號在真空中傳播速度更快 D．5G信號在空氣中的傳播速度是340m/s【答案】B【解析】A．電磁波在真空中傳播速度是c＝3×108m/s是不變的，由c＝λf可知，頻率高的波長短、頻率低的波長長，所以5G電磁波的波長比4G更短，故A不符合題意；B．5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，將于2020年投入使用，其傳輸速度比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，所以在相同時間內(nèi)5G傳輸?shù)男畔⒘扛?，故B符合題意；CD．電磁波在真空或空氣中的傳播速度是3×108m/s，故CD不符合題意。7．關(guān)于地球同步通信衛(wèi)星，下列判斷中正確的是（）A．同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同，相對于地面是靜止的 B．同步衛(wèi)星在空中靜止不動 C．同步衛(wèi)星和月球一樣每天繞地球運轉(zhuǎn)一周 D．同步衛(wèi)星作為傳播微波的中繼站，地球上空至少要4顆就能將信號覆蓋全球【答案】A【解析】地球同步衛(wèi)星即地球同步軌道衛(wèi)星，又稱對地靜止衛(wèi)星，是運行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星，運行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相等，相對于地球是靜止的。用同步衛(wèi)星作為微波的中繼站，只需要三顆通信衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信，故A正確、BCD錯誤。8．光導(dǎo)纖維的主要用途是用來傳遞信息，進行通訊。把要傳輸?shù)男畔⒆兂晒庑盘栐诠饫w中傳播，如圖所示，那么光在光纖中的傳播方式是（）A．沿著光纖的中軸線直線傳播 B．沿著光纖的外壁多次折射傳播 C．沿著光纖的內(nèi)壁多次反射傳播 D．沿著光纖螺旋式的曲線傳播【答案】C【解析】光導(dǎo)纖維由內(nèi)外兩層組成，且內(nèi)外兩層的折射本領(lǐng)不同，激光不會透過去，激光是不斷的經(jīng)光纖壁反射向前傳播，故ABD不符合題意、C符合題意。9．關(guān)于衛(wèi)星通信，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星通信使用的是中波或者短波 B．通信衛(wèi)星只能用來傳遞聲音信號 C．地球同步衛(wèi)星相對于地面是運動的 D．通信衛(wèi)星既能傳遞信號，又能放大信號【答案】D【解析】A．衛(wèi)星通信是利用微波來傳遞信息的，故A錯誤；B．衛(wèi)星通信既能傳遞聲音信號，也能傳遞圖象信號，故B錯誤；C．通信衛(wèi)星相對于地球是同步的，相對于地球沒有位置的變化，是靜止的，故C錯誤；D．利用地球同步通信衛(wèi)星作微波中繼站，把地面站送來的信號接收，并進行放大，然后轉(zhuǎn)發(fā)給另外的地面站，實現(xiàn)信息的傳遞，故D正確。10．關(guān)于電磁波和現(xiàn)代通信，下列說法中正確的是（）A．我國建立的“北斗”衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用超聲波進行定位的 B．光不能在彎曲的光纖中傳播 C．中央電視臺與黑龍江電視臺發(fā)射的電磁波在同一區(qū)域內(nèi)傳播的速度不同 D．移動是利用電磁波傳遞信息【答案】D【解析】A．我國建立的“北斗”衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波定位的，故A錯誤；B．光纖通信是以光通信，光能在彎曲的光纖中反射而傳播，故B錯誤；C．電磁波的波速在真空或空氣中的傳播速度是相同的，故中央電視臺與廣西電視臺發(fā)射的電磁波在同一區(qū)域傳播速度相同，故C錯誤；D．移動是靠電磁波來傳遞信息的，故D正確。11．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與地面光纖通信共同組成現(xiàn)代通信，去年的6月23日上午9時43分許北斗三號收官之星成功發(fā)射，實現(xiàn)了全球覆蓋。衛(wèi)星是使用與地面站通信的，而光纖傳遞信息利用了光的（選填“反射”或“直線傳播”）原理?！敬鸢浮侩姶挪ǚ瓷洹窘馕觥縖1]衛(wèi)星是使用電磁波與地面站通信的。[2]光纖傳遞信息利用了光的反射原理。12．我國獨立自主建立的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可提供全天候的及時定位服務(wù)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用傳遞信息。光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的一種通信方式，光導(dǎo)纖維是（導(dǎo)體/絕緣體/半導(dǎo)體/超導(dǎo)體）?！敬鸢浮侩姶挪ń^緣體【解析】[1]電磁波傳播不需要介質(zhì)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)是利用電磁波傳遞信息。[2]光纖通信是利用激光在光導(dǎo)纖維中傳輸?shù)囊环N通信方式；光導(dǎo)纖維的制備材料是二氧化硅，即玻璃絲，屬于絕緣體。13．微波的性質(zhì)接近光波，大致傳播，不能沿地球表面繞射。因此，利用微波向遠方傳送信息，需要建設(shè)大量微波中繼站。如圖所示，如果用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站，要實現(xiàn)全球通信，至少需要顆這樣的衛(wèi)星?！敬鸢浮垦刂本€3【解析】[1]微波的性質(zhì)接近光波，大致沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。[2]因此，利用微波向遠方傳送信息，需要建設(shè)大量微波中繼站。如圖所示，如果用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站，要實現(xiàn)全球通信，至少需要3顆這樣的衛(wèi)星。14．如圖是新型“光導(dǎo)纖維照明系統(tǒng)”，讓太陽光先通過可過濾部分紫外線的玻璃球罩，再通過鏡將光會聚到光導(dǎo)纖維里，將太陽光導(dǎo)入室內(nèi)不同的地方。光通過光導(dǎo)纖維時，在其內(nèi)部發(fā)生的是（選填“反射”或“折射”）現(xiàn)象?！敬鸢浮空凵浞瓷洹窘馕觥縖1]如圖是新型“光導(dǎo)纖維照明系統(tǒng)”，讓太陽光先通過折射可過濾部分紫外線的玻璃球罩，再通過鏡將光會聚到光導(dǎo)纖維里，將太陽光導(dǎo)入室內(nèi)不同的地方。[2]光通過光導(dǎo)纖維時，在其內(nèi)部發(fā)生的是反射現(xiàn)象。15．光纖通信：光纖通信是利用光波在的一種方式。光導(dǎo)纖維是指那些能夠傳輸光信號的極其纖細的材料，由多根光導(dǎo)纖維制成的傳輸光信號的傳輸線稱為。如圖所示，光沿直線進入光纖，在纖芯與包層的界面上多次，從A端到達B端?！敬鸢浮抗鈱?dǎo)纖維中傳輸信息光導(dǎo)纖維反射【解析】[1]光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的一種方式。[2]光導(dǎo)纖維是指那些能夠傳輸光信號的極其纖細的材料，由多根光導(dǎo)纖維制成的傳輸光信號的傳輸線稱為光導(dǎo)纖維。[3]光在纖芯與包層的界面上多次反射前進。16．移動（）既是無線電臺，又是無線電臺。因為功率小等原因，用它跟其他用戶通話是靠較大的固定無線電臺的，這種固定電臺叫做?！敬鸢浮堪l(fā)射接收轉(zhuǎn)接基地臺【解析】[1][2]移動（）既是無線電發(fā)射臺，又是無線電接收臺。[3][4]因為功率小等原因，用它跟其他用戶通話是靠較大的固定無線電臺轉(zhuǎn)接的，這種固定電臺叫做基地臺。17．網(wǎng)絡(luò)通信（1）利用把計算機聯(lián)在一起的通信方式。（2）電子郵件既能傳輸，又能傳輸。（3）計算機的聯(lián)結(jié)既可以使用金屬導(dǎo)線，又能利用等手段?！敬鸢浮浚?）交換機和服務(wù)器（2）文字語音和圖片（3）光纖和通信衛(wèi)星【解析】（1）[1]網(wǎng)絡(luò)通信是利用交換機和服務(wù)器把計算機聯(lián)在一起的通信方式。（2）[2][3]電子郵件能傳遞信息，既能傳輸文字，又能傳輸語音和圖片。（3）[4]計算機的聯(lián)結(jié)既可以使用金屬導(dǎo)線，又能利用光纖和通信衛(wèi)星等手段。18．小冰學(xué)習(xí)了信息的傳遞的知識后，上網(wǎng)查詢了許多資料，極大地豐富了相關(guān)的知識。該同學(xué)查閱到這些資料是通過進行的；如某地發(fā)生了什么新聞事件，僅幾分鐘后全國為至世界各地的人們通過因特網(wǎng)就能得到相關(guān)的信息，目前人們經(jīng)常使用的因特網(wǎng)通信形式還有（只需填寫一種）?！敬鸢浮炕ヂ?lián)網(wǎng)微信或電子郵件?！窘馕觥縖1]該同學(xué)查閱到這些資料是通過互聯(lián)網(wǎng)進行的。[2]目前人們經(jīng)常使用的因特網(wǎng)通信形式還有微信或電子郵件。19．互聯(lián)網(wǎng)是一個網(wǎng)絡(luò)，它擁有豐富的信息資源?；ヂ?lián)網(wǎng)使信息在全球范圍內(nèi)得到了?！敬鸢浮咳蛐愿咚俟蚕怼窘馕觥縖1][2]互聯(lián)網(wǎng)是全球性的網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)網(wǎng)使信息在全球范圍內(nèi)得到了高速共享。20．如圖所示是利用衛(wèi)星進行通信的示意圖。衛(wèi)星運行在高達36000km的同步定點軌道，即在赤道平面內(nèi)的圓形軌道，衛(wèi)星的運行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相同。在地面上看衛(wèi)星好像靜止不動，稱為同步定點衛(wèi)星。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星和通信地面站兩部分構(gòu)成的，通信衛(wèi)星實際就是一個懸掛在空中的通信中轉(zhuǎn)站，它居高臨下，視野開調(diào)，它可以“看”到地面最大跨度達一萬八千余千米，三顆衛(wèi)星就幾乎可以覆蓋全球，可進行全天候通信，只要在它覆蓋區(qū)域內(nèi)，不論距離遠近都可以通信。通過它轉(zhuǎn)發(fā)和反射電報、電視、廣播和數(shù)據(jù)等無線信號，通過對信號的壓縮編碼，使通信容量大，應(yīng)用廣泛。（1）同步通信衛(wèi)星的“同步”指的是。（2）同步通信衛(wèi)星所在的運行軌道的名稱叫做，距地球表面km。（3）由圖示地面站1和地面站2通信，同步通信衛(wèi)星的作用是。（4）現(xiàn)代通信衛(wèi)星傳遞的是（選填“數(shù)字”或“模擬”）信號，靠（選填“電磁波”“超聲波”或“次聲波”）傳遞信息。（5）現(xiàn)在許多長途是以地球同步衛(wèi)星作中繼站的。打這種長途時，會感到對方的反應(yīng)有些延遲。造成這種延遲的原因之一是無線電波在射向衛(wèi)星和從衛(wèi)星返回時需要一定的時間。假設(shè)某人造衛(wèi)星與地球的距離是36000km，則延遲的時間為s?！敬鸢浮浚?）衛(wèi)星的運行周期與地球自轉(zhuǎn)一圈的時間相同（2）同步定點軌道36000（3）相當(dāng)于微波中繼站（4）數(shù)字電磁波（5）0.48【解析】（1）[1]地球同步通信衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期是相同的，它相對于地面的某一位置是靜止的，因此地球同步通信衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)動一周的時間與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相同。（2）[2][3]由材料信息可知，同步衛(wèi)星所在的運行軌道的名稱叫做同步定點軌道，距地球表面36000km。（3）[4]通信衛(wèi)星相當(dāng)于一個太空微波中繼站，它是用來轉(zhuǎn)發(fā)地面站發(fā)送來的信號。（4）[5]現(xiàn)代通信衛(wèi)星傳遞的是數(shù)字信號。[6]電磁波能在真空中傳播，因此衛(wèi)星是在太空中的，使用的是電磁波。（5）[7]無線電波攜帶的聲音信息傳播的距離應(yīng)該為s＝36000km×4＝144000km；延遲時間為。21．閱讀以下材料，回答問題。秒殺WIFI：可見光通信試想一下，在一個有燈光照耀的地方，你手上的移動終端不到0.2秒就能（傳輸）完成一部高清電影（1GB），同時還能可享受打、上網(wǎng)等各種常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，那么你還會想念WiFi或4G網(wǎng)絡(luò)嗎？答案顯然是不會!不過也一定有朋友會問，這么“夸張”通信技術(shù)真的存在嗎？答案當(dāng)然是肯定的!什么是可見光通信（ViSibleLightCommunication，VLC）呢？其實就是利用可見光波段的光作為信息載體，無需光纖等有線信道的傳輸介質(zhì)，在空氣中直接傳輸光信號的通信方式。簡單來說，只要頭頂上有燈光照耀，理論上無論是傳輸數(shù)據(jù)信息、上網(wǎng)，還是進行語音、視頻通話，亦或是調(diào)節(jié)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開關(guān)，均可輕松實現(xiàn)，而且借助超高的傳輸速率，應(yīng)用體驗遠超WiFi和4G網(wǎng)絡(luò)。其實可見光通信并非是最近幾年才出現(xiàn)的新興概念，其歷史可以追溯到剛剛誕生的年代。1876年3月10日，貝爾與同事因試驗了世界上第一臺機而被世人所熟知，但其實他還有另一項偉大的發(fā)明成就，就是光線。1880年，貝爾發(fā)現(xiàn)了一個有趣的玩法：通過調(diào)節(jié)光束的變化來傳遞語音信號，從而可以進行雙方無線對話——這就是人類第一次實現(xiàn)無線，利用的正是可見光通訊?？上М?dāng)時尚未普及，光線也被認(rèn)為實現(xiàn)難度大，實用價值不高等原因，沒能得到實際推廣。而進入21世紀(jì)，隨著LED等的逐步普及，可見光通信再度興起，并且不斷取得了新的突破。為何說LED燈的普及，讓可見光通信再度興起？很簡單，因為LED（發(fā)光二極管）燈比以往的熒光燈和白熾燈可以支撐更快的開關(guān)切換速度。這樣通過給普通的LED燈加裝微芯片，就能使LED燈以極快的速度閃爍，從而利用LED燈發(fā)送數(shù)據(jù)。上面的說法可能有些難以理解，那么我們再換個簡單的說法：通過微芯片來控制普通LED燈，可實現(xiàn)其每秒數(shù)百萬次的閃爍，其中燈亮代表1，燈滅代表0，這樣二進制的數(shù)據(jù)就被快速編碼成燈光信號。從而進行有效的傳輸了。與此同時，燈光下的終端（電腦、筆記本、、平板、甚至是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等），通過一套特制的裝置接收信號，就能實現(xiàn)有燈光的地方有網(wǎng)絡(luò)，關(guān)掉燈則網(wǎng)絡(luò)全無!高速率性是可見光通信的最大優(yōu)勢，也是業(yè)界普遍看好其前景的主要原因。但在2000年可見光通信剛剛興起之時，有限的調(diào)制帶寬限制了可見光通信的傳輸速率，起初僅有幾十KB每秒，直到2010年以后，可見光通信的速率才有了質(zhì)的提升——2010年，德國弗勞恩霍夫研究所的團隊將通信速率提高至513Mbps；2013年，復(fù)旦大學(xué)研發(fā)出3.75Gbps離線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?；同年，英國眾多高?？蒲腥藛T又把離線速率刷新到10Gbps．而近日，中國“可見光通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”實時通信速率提高至50Gbps，再次展現(xiàn)了中國在可見光領(lǐng)域的先發(fā)實力。雖然目前的可見光傳輸速率還僅僅停留在實驗室階段，但僅從理論結(jié)果來看，其已經(jīng)遠超當(dāng)前的WiFi和4G網(wǎng)絡(luò)，因此未來的前景值得期待。當(dāng)然，可見光通信的優(yōu)勢可不止速率快這一點。其實可見光通信還有另外一個名字，就是“LiFi”，因此